• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.818-831
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• 2007

지구과학 탐구에서 귀추적 탐구의 중요성을 인식하고, 이를 모델로 한 지구과학 수업에 대한 이론적인 접근이 진행되어 왔다. 또한, 구체적인 지구과학 탐구의 장으로서 야외 지질 학습 현장에 대한 귀추적 탐구의 연구 사례는 매우 중요하다. 이 연구에서는 귀추적 학습 모형을 바탕으로 구성된 야외 지질 학습 프로그램을 중학교 과학 영재 학생들에게 적용하여 학생들의 귀추적 추론 사례와 그 과정에 사용된 사고 전략 및 교사의 교수법적 중재가 학생들의 귀추적 추론에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 학생들은 야외 지질 학습을 진행하는 동안 암석의 구별,함께 나타나는 서로 다른 암석의 생성 과정 설명,변성암의 절리 형성 과정 설명,답사 지역 지형의 형성 과정 설명 등의 사례를 귀추적으로 추론하였다. 또한,학생들은 노두에서 관찰한 사실들을 설명할 수 있는 적절한 규칙을 찾아내는데 다양한 사고 전략들을 사용하였다. 이를 통해 야외 지질 학습 과정에서 학생들에게 과학자들이 수행하는것과 유사한 탐구 및 추론 과정을 경험하게 함으로써 학생들의 귀추적 추론 능력을 함양시킬 수 있음을 보여주었다. 한편, 야외 지질 학습 과정에서 교사의 교수법적 중재는 학생들의 귀추적 추론 과정을 지원하였으며, 특정한 사고 전략을 유도하기도 했지만, 추론의 내용까지 보장해 주지는 못하였다. 학생들은 관찰한 사실들을 설명하기 위한 규직을 추리할 때,그들이 기존에 가지고 있던 잘못된 배경 지식에 근거하고 있었다. 따라서 학생들이 야외 지질 학습 과정에서 올바른 가설을 수립하여 답사 지역의 지질을 해석하고,설득력 있는 귀추적 추론을 위한 규칙을 추리하도록 하기 위해서 교사는 학생들의 귀추적 추론 능력을 길러 주는 것뿐만 아니라,학생들에게 정확한 배경 지식과 정보를 제공해 줄 수 있어야 한다.

• 인지과학
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• 제17권2호
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• pp.103-118
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• 2006

본 논문은 구성 통합 이론(Kintsch, 1988, Singer & Kintsch 2001, Graesser, Gernsbacher, & Goldman, 2003)을 토대로 주제어 연속성의 강도와 양태 어미 단서가 이야기 서사 텍스트에 쓰인 공주어 해석에 어떻게 이용되는지 검토했다. 실험 연구에는 명시적 조건과 중립적 조건 등 두 조건이 생성되었는데, 명시적 조건에는, 중립적 조건과는 달리, 주제어가 일관성 있게 유지되었고 또한 동사 어미의 형태 통사적 특징이 인칭과 일치되었다. 이 실험에는 59명의 대학생들이 다음 세 가지 과제에 참여했다. 실험은 첫째, 주어가 생략된 경우 피험자가 시험 문장(target sentence)을 읽는데 소요되는 시간을 측정했고, 둘째, 공주어의 해석, 즉, 선행사 (참조대상) 선택에 소요되는 반응 시간을 측정했으며, 셋째, 선행사 선정의 정답율을 분석했다. 실험 결과, 텍스트 처리과정에서 인칭과 같은 형태 통사적 조건이 유의미한 결과를 낳았으며, 또한, 주제어 연속성 조건의 효과가 형태 통사 조건에 따라 선택적인 양상을 보였다. 즉, 주제어가 지속적으로 연결되는 동안 화용적 맥락, 담화자의 사전 정보, 추론 등과 같은 총체적 정보와 주어, 동사 어미의 인칭과 같은 어휘적, 지엽적인 형태 통사적인 정보가 선행사 해석에 핵심적인 역할을 했다. 따라서, 이 실험 결과는 최소주의 가설 보다 공명 기반 모델을 지지한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권5호
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• pp.720-733
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• 2011

본 연구에서는 문제 중심 학습(problem-based learning, PBL) 전략의 자기 주도적인 수업 방식과 교육적 효과가 2007 개정 교육 과정에 도입된 자유 탐구의 목적과 부합한다는 측면에서 PBL을 적용한 자유탐구 수업 전략을 개발하고, 이를 한 학기 동안 경기도에 있는 두 개의 중학교 1학년 학생 202명을 대상으로 적용해 보았다. 에너지를 주제로 PBL 문제를 개발하였고, ‘‘문제 이해하기’, ‘탐색하기’, ‘문제 해결하기’, ‘발표 및 평가하기’의 4단계로 수업을 진행하였다. 수업을 통하여 학생들은 ‘문제 해결 계획표 작성하기’, ‘토의하기’, ‘자료 조사하기’, ‘보고서 작성하기’의 활동을 수행하였다. 자유 탐구 수업 시작전에 가설생성능력 검사와 과학에 대한 태도 검사를 시행하였고, 수업이 모두 끝난 후 설문을 통하여 학생들의 PBL 수업에 대한 인식을 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 전체 학생의 40.6%가 PBL 수업에 대하여 긍정적인 인식을 나타냈으며 특히, 학생들은 ‘문제 해결 계획표 작성’이 유용했다고 응답하였다. 하지만, 학생들은 ‘자료 조사’와 ‘보고서 작성’이 어려웠다고 응답하였다. 둘째, 남학생들이 여학생들보다 PBL 수업에 대해 긍정적인 인식을 가지고 있었으며, 과학에 대한 태도가 긍정적인 학생들이 그렇지 않은 학생들보다 PBL 수업에 대하여 긍정적으로 생각하고 있었다. 셋째, 학생들의 과학에 대한 태도는 PBL 수업에 대한 인식과 유의미한 상관이 있었다(p<.01). 이러한 결과를 바탕으로 교사가 PBL 수업을 자유탐구에 적용하고자 할 때 고려해야 할 점들을 제안해 보았다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제27권4호
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• pp.412-421
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• 2000

수리나 과학 영역의 학습은 원리 이해와 응용을 위주로 함에도 불구하고 기존의 교육용 소프트웨어 제품들은 단순 주입식이나 단답식의 학습을 지원하는 것이 대부분이어서 높은 학습 성과를 기대하기는 어려운 실정이다. 인공 지능 연구에서 지식 표현 체계나 탐색, 추론 기법이 학습기 설계에 도입되어 증명기, 모의 실험기 유형의 학습기 연구에는 상당한 진전을 보아 왔으나 여전히 실용적 수준이라 할 수는 없고 특히 문제 해결을 지원하는 학습기는 설계 모형조차 제시되지 못하고 있다. 본 연구가 설계한 기하 문제 학습기는 학습과 병행하는 동적 추론을 구사한다. 실시간 문제 해결을 지원하기 위한 정보 구성요소로서 명제, 가설 및 연산자에 의해 문제 공간을 정의하고 이들의 생성과 검증을 추론의 주요 대상으로 하는 대화식 문제 학습의 메카니즘을 탐구하였다. 성취한 결과로서 기하 문제 해결에서 필수 불가결한 요소임에도 불구, 기존 시스템이 간과해 왔던 대수 처리를 위한 일련의 추론 전략을 연계적으로 구사함으로서 실용성있는 문제 학습기의 설계 모형을 얻었다. 제안 모형은 물리, 전자 회로 등 타 과학 영역의 문제 학습기 설계에도 적용될 수 있다.

• 정보관리연구
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• 제18권4호
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• pp.98-117
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• 1985

본(本) 논문(論文)에서는 통계적(統計的) 용어조합(用語組合)과 클러스터링기법(技法)에 관한 문헌(文獻)을 간단히 살펴보았다. 선행연구(先行硏究)들로부터 통계적(統計的) 용어조합(用語組合)은 조합기법(組合技法)의 비효율성(非效率性)때문이 아니라 문헌집단(文獻集團)의 이질성(異質性) 때문에 검색(檢索)과 분류(分類)에 적당치 않다는 사실(事實)을 발견(發見)할 수 있다. 그 결과(結果)로부터 정보검색(情報檢索)의 최적화(最適化)를 위한 조합기법(組合技法)으로서 클러스터링과 통계적(統計的) 색인(索引)의 개념(槪念)을 이용(利用)할 수 있다. 본(本) 논문(論文)의 가설(假說)은 클러스터파일내(內)에서 통계적(統計的) 용어조합(用語組合)을 사용(使用)함으로써 정보검색(情報檢索)시스템의 성능(性能)을 상당히 향상(向上)시킬 수 있다는 것이다. 달리말해서, 파일들을 모으고 의미적(意味的)으로 관련(關聯)있는 모든 문헌(文獻)들을 함께 모아줌으로써, 유사조합(類似組合)(spurious association)의 문제(問題)를 상당히 해결(解決)할 수 있을 것이다. 실제적(實際的)으로, 본(本) 논문(論文)에서는 조합기법(組合技法)의 방법론(方法論)을 어떻게 생성(生成)할 수 있을 것인가를 고려했다. 자동용어(自動用語) 상관성(相關性)을 위하여 스타일(stiles)의 조합인자(組合因子)를 이용(利用)했으며 클러스터링 환경(環境)을 위해 커널기법(技法)(kernel method)을 사용(使用)했다.

• 과학교육연구지
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• 제42권3호
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• pp.308-321
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• 2018

이 연구는 과학탐구 상황에서 반회의주의적 태도를 조사하는 문항을 개발하는 것이 목적이다. 문헌 연구, 전문가 검토, 통계적 타당도 검증을 거쳐 문항을 개발하고, 성별, 계열별로 점수 차이를 확인하였다. 이 연구를 위하여 363명의 고등학생들이 참여하였다. 문항 타당도 확인을 위하여 라쉬 분석, 내적 일관성 신뢰도 확인 등을 수행하였고, 성별과 계열별 반회의주의적 태도의 점수 비교를 위하여 이원분산분석을 확인하였다. 연구 결과 과학탐구상황에서 반회의주의 태도를 측정할 수 있는 23개 리커트 형태의 자기보고형 검사도구를 개발하였다. 반회의주의적 태도 측정을 위하여 과학탐구 상황을 크게 '문제 인식과 가설 생성', '실험 설계', '관찰', '설명과 해석'으로 구분하여 각 구인별로 측정할 수 있는 다수의 문항을 개발하였다. 둘째, 과학탐구상황에서 반회의주의 태도 측정 문항의 타당도와 신뢰도를 엄격한 방법을 통해 확인하였다. 라쉬 분석을 통해 다차원 부분점수모델의 분석의 적합성을 확인하였으며, 라쉬 분석을 통해 문항 적합도를 확인한 결과 23개 문항 모두 적합으로 나타났다. 다양한 신뢰도 지수도 적합한 것으로 나타났다. 남학생과 여학생, 문과계열과 이과계열별로 구분하여 반회의주의적 태도를 비교한 결과 유의미한 차이를 나타낸 비교는 실험설계에서 계열별 차이를 제외하고 없는 것으로 확인되었다. 개발된 문항들을 활용하여 과학탐구 과정에서 반회의주의적 태도를 점검하고, 과학탐구 수업의 효과를 비교하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권6호
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• pp.1007-1016
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• 2003

마늘의 녹변 유도기간과 저온저장 마늘의 녹변억제 방법을 살펴 보기위하여 수확된 마늘을 4, 8, $12^{\circ}C$에서 저장하면서 녹변생성 시점을 조사한 결과 $4^{\circ}C$에서는 7일만에 녹변이 발현되었고, 8 및 $12^{\circ}C$에서 저장할 때는 약 15일후에 녹변이 발생하였다. 감마선을 조사한 마늘은 대조구에 비해 녹변이 촉진되었으며, 생장포절제인 maleic hydrazide는 마늘 녹변발생과는 무관하였다. 녹변방지를 위해 마늘에 cysteine을 첨가한 결과 녹변현상과 흰반점이 발생하여 상품으로서 부적합하였다. 마늘에 3% ascorbic acid를 첨가하여 녹변 생성을 경시적으로 관찰한 결과 대조구는 약 30분만 실온에서 녹변이 발현된데 비하여 ascorbic acid 첨가구는 6시간이 지난 후 발현되었으나 저온에 저장하였을 때는 24시간 안정하였다. 한편, 수확한 마늘을 일정기간 저온저장시 생리적 냉해(chilling injury)현상으로 정상적인 대사가 억제되어 녹변현상이 발생한다는 가설하에 온도조절에 의한 녹변억제 경향을 조사하였다. 30일 동안 저온 저장한 마늘을 20, 25, 30, 35, 40, $45^{\circ}C$에서 관찰한 결과, 대조구, 20, $25^{\circ}C$에서 온도조절한 마늘은 20일이 경과한 후에도 지속적으로 녹변이 유지되었고, $30^{\circ}C$에서 온도조절한 마늘은 20일이 되어서야 녹변이 억제되었다. 또한 35, 40, $45^{\circ}C$에서 온도조절한 마늘은 4일이 경과되었을 때 비녹변 마늘과 비슷한 L, a, b값을 나타내고 있었으며 육안으로도 녹변현상이 억제되었음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험결과로부터 물리적인 방법에 의한 녹변억제는 $35^{\circ}C$에서 4일간 온도조절하였을 때 가장 양호하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.541-553
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• 2018

본 연구는 자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해가 추론 복잡성과 어떠한 관련이 있는지 알아보고, 자유탐구가 참과학 탐구의 성격을 띠게 하는 맥락을 탐색하였다. 1명의 교사와 12명의 2학년 학생이 연구에 참여하였으며, 연구에 참여한 6팀 중 인식적 측면과 추론의 복잡성이 뚜렷하게 구분되는 2팀을 초점 집단으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 학생의 활동과 면담을 녹화, 녹음한 후 전사한 자료, 참여관찰 자료, 학생이 작성한 인공물 등을 분석하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다. 첫째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 인식 대상의 특성과 맥락에 따라 차이가 있었다. '현상 이해에 대한 가치 공유, 연구 가치에 대한 성찰 기회, 협업과 합의를 요구한 과제 특성, 팀원 간의 충분한 소통 기회'와 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 향상을 촉진했다. 반면, '연구 관련 문헌에 대한 비판적 검토 기회의 부재, 환경적 제약'과 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 하락을 촉진했다. 둘째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 추론의 복잡성에 영향을 미쳤다. '과학적 의미 형성'의 목표는 학생이 생성한 의문을 바탕으로 검증 가능한 가설을 설정하는 높은 수준의 추론에 영향을 미쳤다. 정당화에 대한 높은 이해는 대조군 설정에 의도적으로 주목하고 독창적인 실험 노하우를 개발하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 높은 이해는 논변을 들어 자신들의 연구를 방어하고, 후속 연구를 제안하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 반면, '정답 찾기'의 목표와 정당화에 대한 낮은 이해는 자료의 의미를 해석하지 않고, 실험의 한계점을 조절하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 낮은 이해는 연구를 적극적으로 방어하지 않고, 후속 연구를 고려하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 본 연구는 자유탐구 지도와 관련하여 활동의 가치를 공유하고, 학생의 인식적 권위를 확인할 수 있는 소통 기회와 비판적 검토 기회를 제공할 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.599-610
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• 2018

이 연구의 목적은 파브르의 탐구 과정에서 나타난 메커니즘 추론을 분석하고, 분석 결과에 기반하여 메커니즘 추론 모델을 개발하는 것이다. 이를 위해 Russ et al.(2008)의 분석틀을 수정 보완한 메커니즘 추론 분석틀로 "파브르 곤충기 1~10" 가운데 추론요소가 등장하는 30개의 챕터를 분석하였다. 분석결과 첫째, 파브르의 탐구 과정에서 나타난 메커니즘 추론의 하위 과정 요소는 선지식확인, 대상속성확인, 시작조건확인, 활동확인 등의 과정이 반복적으로 일어났다. 뿐만 아니라 이 메커니즘 추론의 과정 요소들의 순서는 탐구 주제, 의문 유형, 선지식이나 주어진 상황 등에 따라 다르게 나타났으며, 비선형적이고 반복적인 형태로 나타났다. 둘째, 메커니즘 추론의 과정 요소가 나타난 순서에 기반하여 메커니즘 추론 모델을 개발하였다. 파브르의 탐구 과정 분석을 통해 제안되는 메커니즘 추론 모델은 실체확인형 메커니즘 추론 모델(MIE), 활동확인형 메커니즘 추론 모델(MIA), 실체 속성확인형 메커니즘 추론 모델(MIP) 3가지였다. 이러한 결과는 인과 메커니즘을 밝히고자 하는 탐구를 수행하는 학생들에게 교사가 Why 뿐만 아니라 How, If, What과 같은 다양한 발문을 통해 탐구를 진행하도록 유도할 수 있음을 시사해준다. 또한 교사는 자연 현상의 기저에 존재하는 여러 실체들을 인식하는 메커니즘적 이해가 요구되며 학생들에게 다양한 가설을 생성하도록 하는 기회를 제공해야함을 시사해 준다.

• 대한화학회지
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• 제62권4호
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• pp.299-313
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• 2018

과학교육에서 탐구 중심의 교육은 중요하나 실제 교육 현장에서는 현실적인 어려움으로 인하여 획일화된 형태의 과학 탐구가 이루어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 본 연구에서는 RS(Reverse Science)를 중학교 화학 교과 수업에 활용하여 학생들에게 능동적으로 탐구 학습에 참여하고 과학적 사고가 가능한 기회를 제공하고자 한다. 본 연구에서는 이를 개발하고 적용하여 중학교 학생들의 과학 탐구 능력에 미치는 효과와 이에 대한 학생들의 인식을 알아보았다. 프로그램 적용을 위해 D 소재 중학교 2학년 6학급을 선정하고, 실험 집단과 비교 집단을 각각 64명, 64명으로 128명을 구성하였다. 실험 집단에는 RSP기반 화학 탐구 프로그램을, 비교 집단에는 같은 주제의 강의식 수업과 확인실험을 3개의 주제로 7차시에 걸쳐 지도하였으며, 과학 탐구 능력 검사지를 사용하여 사전 사후 검사 결과를 분석하고, 수업 관찰, 학생 활동지, 주관식 설문지, 인터뷰 내용의 분석을 통해 드러난 학생들의 인식을 바탕으로 프로그램의 효과를 논의하였다. 그 결과, 본 프로그램을 활용한 수업이 중학생의 과학 탐구 능력에 통계적으로 유의미한 변화를 보였으며, 구체적으로 실험집단은 비교집단에 비하여 기초 탐구 능력의 하위요소 중 예상에서 유의미한 것으로 나타났고 통합 탐구 능력의 하위요소인 자료변환, 가설설정, 변인통제에서 그 차이가 유의한 것으로 나타났다(p<.05). 또한, 학생들이 과학 법칙이 생성되는 과정에 관심을 가지게 되었고 친구들과 협력으로 인해 높은 흥미를 보였으며 학생들에게 과정 중심의 탐구를 통해 과학적 사고를 하는 기회를 제공하였다. 결국, RSP기반 화학 탐구 프로그램이 학생들에게 미치는 긍정적인 영향을 바탕으로 프로그램의 활용 가능성을 확인 할 수 있다.